一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于低功耗微功率無(wú)線的組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于它包括低功耗休眠喚醒、組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點(diǎn)信息收集、網(wǎng)絡(luò)配置管理以及基于休眠喚醒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)抄讀策略。1)具有組網(wǎng)功能：結(jié)合良好的射頻性能可以大大增加無(wú)線傳輸距離，解決了目前無(wú)線表計(jì)通信死角的問(wèn)題；2)通信實(shí)時(shí)性好：可以由主站主動(dòng)發(fā)起通信，子節(jié)點(diǎn)在數(shù)秒內(nèi)響應(yīng)，用戶體驗(yàn)良好；3)通過(guò)本發(fā)明描述的喚醒方案，表計(jì)可以超低功耗運(yùn)行；綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，使用電池供電的情況下水表可以使用8年以上。
【專利說(shuō)明】
一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于低功耗微功率無(wú)線自組網(wǎng)通信領(lǐng)域，具體是一種帶休眠模式的低功耗微功率無(wú)線集抄方法。本發(fā)明用于解決四表集抄系統(tǒng)中，電池供電設(shè)備的功耗問(wèn)題和設(shè)備的遠(yuǎn)距離組網(wǎng)通訊問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著無(wú)線通訊、集成電路、控制系統(tǒng)等技術(shù)的飛速發(fā)展，使得低成本、低功耗、多功能的無(wú)線傳感設(shè)備大量生產(chǎn)和使用成為可能。在四表集抄、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，與無(wú)線傳感設(shè)備相關(guān)的低功耗微功率無(wú)線自組網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用前景也更加廣闊。在四表集抄領(lǐng)域，低功耗微功率無(wú)線通訊自組網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)水、電、氣、熱用戶數(shù)據(jù)信息匯集、傳輸和交互的通信網(wǎng)絡(luò)。發(fā)射功率受到國(guó)家無(wú)線電管理的嚴(yán)格限制，子節(jié)點(diǎn)位置固定，通信鏈路相對(duì)穩(wěn)定。
[0003]由于水、氣、熱表無(wú)法取電，需要使用低功耗微功率無(wú)線通訊技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息匯集和傳輸。
[0004]低功耗微功率無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)包括三種通信設(shè)備，一種是集成在接口轉(zhuǎn)換器的中心節(jié)點(diǎn)模塊，以下簡(jiǎn)稱中心節(jié)點(diǎn)；一種是參與組網(wǎng)，并可以進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的中繼設(shè)備，以下簡(jiǎn)稱中繼節(jié)點(diǎn)；另一種是集成在水氣熱表中的子節(jié)點(diǎn)模塊，以下簡(jiǎn)稱子節(jié)點(diǎn)。中心節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)、子節(jié)點(diǎn)之間可以通信。但中繼節(jié)點(diǎn)、子節(jié)點(diǎn)之間相互不能直接通信。子節(jié)點(diǎn)只能進(jìn)行數(shù)據(jù)應(yīng)答。
[0005]在四表集抄領(lǐng)域，水、氣、熱表是無(wú)電源供電的。表計(jì)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)人哪芰康亩嗌?，?duì)于表計(jì)運(yùn)行的持久性有著決定性的影響。因此基于低功耗喚醒和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線通訊技術(shù)是本文描述的重點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明針對(duì)低功耗微功率無(wú)線自組織網(wǎng)的通信特點(diǎn)，提出一種采用喚醒方式的組網(wǎng)和通信方式。
[0007]技術(shù)方案:一種基于低功耗微功率無(wú)線的組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，它包括低功耗休眠喚醒、組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點(diǎn)信息收集、網(wǎng)絡(luò)配置管理以及基于休眠喚醒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)抄讀策略。
[0008]通過(guò)低功耗休眠喚醒、組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點(diǎn)信息收集、網(wǎng)絡(luò)配置管理以及基于休眠喚醒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)抄讀等方式，將水、氣、熱表數(shù)據(jù)信息匯聚到中心節(jié)點(diǎn)端，再通過(guò)上行規(guī)約發(fā)送給集中器和主站。
[0009]優(yōu)選的，所述所述低功耗休眠喚醒、組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)流程為:
[0010]a.中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送喚醒包，之后發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)幀，組網(wǎng)信標(biāo)幀中包含中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)和子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)，工作信道號(hào)等信息；
[0011 ] b.中繼節(jié)點(diǎn)在自喚醒休眠間隔內(nèi)，自喚醒并接收到喚醒包，等待N個(gè)喚醒包周期后接收組網(wǎng)信標(biāo)幀，按照組網(wǎng)信標(biāo)幀的中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)或子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)與自身短地址的模，得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙，并獲取組網(wǎng)信標(biāo)幀中的工作信道，在工作信道和維護(hù)信道進(jìn)行跳頻接收，跳頻接收的最大超時(shí)時(shí)間為4輪信標(biāo)輪次時(shí)間；其中，中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的組網(wǎng)信標(biāo)幀稱之為再生信標(biāo)幀；
[0012]中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙=中繼節(jié)點(diǎn)短地址％中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)；
[0013]子節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙=子節(jié)點(diǎn)短地址％子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)；
[0014]c.中繼節(jié)點(diǎn)等待中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)隙，發(fā)送喚醒包和數(shù)據(jù)包，喚醒周圍未被喚醒的中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)，并在信標(biāo)輪次內(nèi)，繼續(xù)跳頻接收；
[0015]d.子節(jié)點(diǎn)在自喚醒休眠間隔內(nèi)，接收到喚醒包，之后接收到組網(wǎng)信標(biāo)幀，按照組網(wǎng)信標(biāo)幀子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)與自身短地址的模，得到轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙，并休眠等待發(fā)送；
[0016]e.子節(jié)點(diǎn)再生信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙是按照子節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙計(jì)算得到的，子節(jié)點(diǎn)只發(fā)送再生信標(biāo)幀，不發(fā)送喚醒包；
[0017]f.中心節(jié)點(diǎn)或周圍的未休眠中繼節(jié)點(diǎn)接收到其他中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)發(fā)出的再生信標(biāo)幀后，記錄鄰居關(guān)系和場(chǎng)強(qiáng)值；
[0018]g.子節(jié)點(diǎn)收到信標(biāo)幀后，使用子節(jié)點(diǎn)地址作為組網(wǎng)信標(biāo)幀的源地址進(jìn)行信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)，所述信標(biāo)幀包括中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出的組網(wǎng)信標(biāo)幀和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的再生信標(biāo)幀。
[0019]低功率休眠喚醒過(guò)程中，中心節(jié)點(diǎn)選擇用超幀的結(jié)構(gòu)，按照中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，對(duì)其信道的時(shí)間劃出范圍；超幀中規(guī)定了中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙間隔和時(shí)隙數(shù)量;超幀是以組網(wǎng)信標(biāo)幀的傳輸作為邊界的。
[0020]優(yōu)選的，中繼節(jié)點(diǎn)接收到組網(wǎng)信標(biāo)幀之后，會(huì)進(jìn)入跳頻接收狀態(tài)，同時(shí)監(jiān)聽(tīng)工作信道和維護(hù)信道，跳頻時(shí)長(zhǎng)為組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)總輪次時(shí)長(zhǎng)。
[0021]優(yōu)選的，所述節(jié)點(diǎn)信息收集、網(wǎng)絡(luò)配置管理流程包括:
[0022]a.中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出喚醒包序列，喚醒需要收集的子節(jié)點(diǎn)或者的到達(dá)該子節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)；
[0023]b.喚醒后，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)信息收集幀，節(jié)點(diǎn)信息收集幀僅針對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，如果沒(méi)有中繼節(jié)點(diǎn)，則直接進(jìn)行節(jié)點(diǎn)配置；
[0024]c.中繼節(jié)點(diǎn)需要對(duì)節(jié)點(diǎn)信息收集幀進(jìn)行應(yīng)答:告知中心節(jié)點(diǎn)當(dāng)前中繼節(jié)點(diǎn)周圍的鄰居關(guān)系和場(chǎng)強(qiáng)值；
[0025]d.中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行完節(jié)點(diǎn)信息收集后，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)配置；
[0026]e.配置中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)之前，先喚醒需要配置的子節(jié)點(diǎn)或者到達(dá)該子節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)；
[0027]f.喚醒后，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)配置幀，中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)發(fā)送配置應(yīng)答幀。
[0028]優(yōu)選的，組網(wǎng)過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)信息收集僅針對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，且中繼節(jié)點(diǎn)需要記錄子節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)的信道號(hào)，并從該信道進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)收集。
[0029]優(yōu)選的，組網(wǎng)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)配置管理會(huì)對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行；中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)在接收到網(wǎng)絡(luò)配置幀以后，需要進(jìn)行信道切換，進(jìn)入在網(wǎng)狀態(tài)。
[0030]優(yōu)選的，所述基于休眠喚醒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)抄讀流程包括:
[0031]a.中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出喚醒包序列，喚醒需要收集的子節(jié)點(diǎn)或者的到達(dá)該子節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)；
[0032]b.喚醒后，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀幀；
[0033]c.如果下一級(jí)是子節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)解幀和組幀，并應(yīng)答該數(shù)據(jù)抄讀；
[0034]如果下一級(jí)為中繼節(jié)點(diǎn)，則中繼節(jié)點(diǎn)需要啟動(dòng)發(fā)送喚醒包序列，同時(shí)計(jì)算出該轉(zhuǎn)發(fā)幀到達(dá)子節(jié)點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)和子節(jié)點(diǎn)應(yīng)答并轉(zhuǎn)發(fā)給當(dāng)前中繼節(jié)點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)，設(shè)置休眠時(shí)間；
[0035]d.循環(huán)步驟c;
[0036]e.直到該數(shù)據(jù)抄讀的應(yīng)答幀被中心節(jié)點(diǎn)接收到，轉(zhuǎn)發(fā)流程結(jié)束。
[0037]更優(yōu)的，數(shù)據(jù)抄讀幀使用喚醒包喚醒方式，喚醒包包含了當(dāng)前喚醒包序號(hào)和需要喚醒的目的節(jié)點(diǎn)地址。
[0038]優(yōu)選的，步驟c帶中繼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程，應(yīng)答過(guò)程經(jīng)過(guò)的中繼節(jié)點(diǎn)使用自動(dòng)喚醒機(jī)制等待接收應(yīng)答幀并轉(zhuǎn)發(fā)。
[0039]本發(fā)明的有益效果
[0040]相對(duì)于現(xiàn)有低功耗無(wú)線通信，該方案具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0041]I)具有組網(wǎng)功能:結(jié)合良好的射頻性能可以大大增加無(wú)線傳輸距離，解決了目前無(wú)線表計(jì)通信死角的問(wèn)題；
[0042]2)通信實(shí)時(shí)性好:可以由主站主動(dòng)發(fā)起通信，子節(jié)點(diǎn)在數(shù)秒內(nèi)響應(yīng)，用戶體驗(yàn)良好；
[0043]3)通過(guò)本發(fā)明描述的喚醒方案，表計(jì)可以超低功耗運(yùn)行;綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，使用電池供電的情況下水表可以使用8年以上。
【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1為組網(wǎng)信標(biāo)幀廣播收發(fā)時(shí)隙圖
[0045]A:喚醒包發(fā)送時(shí)隙
[0046]B:自喚醒時(shí)隙
[0047]D:數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)隙
[0048]R:數(shù)據(jù)包接收時(shí)隙
[0049]NA:喚醒包等待時(shí)隙
[0050]ND:數(shù)據(jù)包等待時(shí)隙
[0051 ]圖2為數(shù)據(jù)抄讀幀轉(zhuǎn)發(fā)流程圖
[0052]圖3為數(shù)據(jù)應(yīng)答幀轉(zhuǎn)發(fā)流程圖
[0053]圖4為數(shù)據(jù)抄讀與應(yīng)答轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙圖
【具體實(shí)施方式】
[0054]下面結(jié)合圖1-圖4對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此:
[0055]實(shí)施例1:一種基于低功耗微功率無(wú)線的組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，它包括低功耗休眠喚醒、組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點(diǎn)信息收集、網(wǎng)絡(luò)配置管理以及基于休眠喚醒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)抄讀策略。
[0056]該實(shí)施例通過(guò)低功耗休眠喚醒、組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點(diǎn)信息收集、網(wǎng)絡(luò)配置管理以及基于休眠喚醒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)抄讀等方式，將水、氣、熱表數(shù)據(jù)信息匯聚到中心節(jié)點(diǎn)端，再通過(guò)上行規(guī)約發(fā)送給集中器和主站。
[0057]實(shí)施例2:如實(shí)施例1所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，所述低功耗休眠喚醒、組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)流程為:
[0058]a.中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送喚醒包，之后發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)幀，組網(wǎng)信標(biāo)幀中包含中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)和子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)，工作信道號(hào)等信息；
[0059]b.中繼節(jié)點(diǎn)在自喚醒休眠間隔內(nèi)，自喚醒并接收到喚醒包，等待N個(gè)喚醒包周期后接收組網(wǎng)信標(biāo)幀，按照組網(wǎng)信標(biāo)幀的中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)或子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)與自身短地址的模，得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙，并獲取組網(wǎng)信標(biāo)幀中的工作信道，在工作信道和維護(hù)信道進(jìn)行跳頻接收，跳頻接收的最大超時(shí)時(shí)間為4輪信標(biāo)輪次時(shí)間；其中，中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的組網(wǎng)信標(biāo)幀稱之為再生信標(biāo)幀；
[0060]中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙=中繼節(jié)點(diǎn)短地址％中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)；
[0061 ]子節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙=子節(jié)點(diǎn)短地址％子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)；
[0062]c.中繼節(jié)點(diǎn)等待中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)隙，發(fā)送喚醒包和數(shù)據(jù)包，喚醒周圍未被喚醒的中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)，并在信標(biāo)輪次內(nèi)，繼續(xù)跳頻接收；
[0063]d.子節(jié)點(diǎn)在自喚醒休眠間隔內(nèi)，接收到喚醒包，之后接收到組網(wǎng)信標(biāo)幀，按照組網(wǎng)信標(biāo)幀子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)與自身短地址的模，得到轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙，并休眠等待發(fā)送；
[0064]e.子節(jié)點(diǎn)再生信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙是按照子節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙計(jì)算得到的，子節(jié)點(diǎn)只發(fā)送再生信標(biāo)幀，不發(fā)送喚醒包；
[0065]f.中心節(jié)點(diǎn)或周圍的未休眠中繼節(jié)點(diǎn)接收到其他中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)發(fā)出的再生信標(biāo)幀后，記錄鄰居關(guān)系和場(chǎng)強(qiáng)值；
[0066]g.子節(jié)點(diǎn)收到信標(biāo)幀后，使用子節(jié)點(diǎn)地址作為組網(wǎng)信標(biāo)幀的源地址進(jìn)行信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)，所述信標(biāo)幀包括中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出的組網(wǎng)信標(biāo)幀和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的再生信標(biāo)幀。
[0067]實(shí)施例3:如實(shí)施例2所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，低功率休眠喚醒過(guò)程中，中心節(jié)點(diǎn)選擇用超幀的結(jié)構(gòu)，按照中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，對(duì)其信道的時(shí)間劃出范圍；超幀中規(guī)定了中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙間隔和時(shí)隙數(shù)量;超幀是以組網(wǎng)信標(biāo)幀的傳輸作為邊界的。
[0068]實(shí)施例4:如實(shí)施例2所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，中繼節(jié)點(diǎn)接收到組網(wǎng)信標(biāo)幀之后，會(huì)進(jìn)入跳頻接收狀態(tài)，同時(shí)監(jiān)聽(tīng)工作信道和維護(hù)信道，跳頻時(shí)長(zhǎng)為組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)總輪次時(shí)長(zhǎng)。
[0069]實(shí)施例5:如實(shí)施例1所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，所述節(jié)點(diǎn)信息收集、網(wǎng)絡(luò)配置管理流程包括:
[0070]a.中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出喚醒包序列，喚醒需要收集的子節(jié)點(diǎn)或者的到達(dá)該子節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)；
[0071]b.喚醒后，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)信息收集幀，節(jié)點(diǎn)信息收集幀僅針對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，如果沒(méi)有中繼節(jié)點(diǎn)，則直接進(jìn)行節(jié)點(diǎn)配置；
[0072]c.中繼節(jié)點(diǎn)需要對(duì)節(jié)點(diǎn)信息收集幀進(jìn)行應(yīng)答:告知中心節(jié)點(diǎn)當(dāng)前中繼節(jié)點(diǎn)周圍的鄰居關(guān)系和場(chǎng)強(qiáng)值；
[0073]d.中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行完節(jié)點(diǎn)信息收集后，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)配置；
[0074]e.配置中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)之前，先喚醒需要配置的子節(jié)點(diǎn)或者到達(dá)該子節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)；
[0075]f.喚醒后，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)配置幀，中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)發(fā)送配置應(yīng)答幀。
[0076]實(shí)施例6:如實(shí)施例5所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，組網(wǎng)過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)信息收集僅針對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，且中繼節(jié)點(diǎn)需要記錄子節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)的信道號(hào)，并從該信道進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)收集。
[0077]實(shí)施例7:如實(shí)施例5所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，組網(wǎng)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)配置管理會(huì)對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行；中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)在接收到網(wǎng)絡(luò)配置幀以后，需要進(jìn)行信道切換，進(jìn)入在網(wǎng)狀態(tài)。
[0078]實(shí)施例8:結(jié)合圖2，如實(shí)施例1所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，所述基于休眠喚醒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)抄讀流程包括:
[0079]a.中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出喚醒包序列，喚醒需要收集的子節(jié)點(diǎn)或者的到達(dá)該子節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)；
[0080]b.喚醒后，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀幀；
[0081 ] c.如果下一級(jí)是子節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)解幀和組幀，并應(yīng)答該數(shù)據(jù)抄讀；
[0082]如果下一級(jí)為中繼節(jié)點(diǎn)，則中繼節(jié)點(diǎn)需要啟動(dòng)發(fā)送喚醒包序列，同時(shí)計(jì)算出該轉(zhuǎn)發(fā)幀到達(dá)子節(jié)點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)和子節(jié)點(diǎn)應(yīng)答并轉(zhuǎn)發(fā)給當(dāng)前中繼節(jié)點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)，設(shè)置休眠時(shí)間；
[0083]d.循環(huán)步驟c;
[0084]e.直到該數(shù)據(jù)抄讀的應(yīng)答幀被中心節(jié)點(diǎn)接收到，轉(zhuǎn)發(fā)流程結(jié)束。
[0085]優(yōu)選的實(shí)施例中:子節(jié)點(diǎn)不在網(wǎng)，中心節(jié)點(diǎn)會(huì)在維護(hù)信道嘗試喚醒子節(jié)點(diǎn)，然后進(jìn)行直接抄讀嘗試;子節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)后，中心節(jié)點(diǎn)僅在工作信道喚醒路徑列表中的下一層在網(wǎng)中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)，然后進(jìn)行抄讀，路徑列表中的后續(xù)在網(wǎng)中繼節(jié)點(diǎn)也遵循這一規(guī)則。
[0086]優(yōu)選的實(shí)施例中:因?yàn)閱拘寻鼏拘堰^(guò)程是需要花費(fèi)時(shí)間的，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)影響用戶體驗(yàn)，降低抄表效率，且考慮到子節(jié)點(diǎn)對(duì)功耗的要求，為了節(jié)省功耗，子節(jié)點(diǎn)發(fā)送應(yīng)答幀數(shù)據(jù)報(bào)文，不會(huì)發(fā)起喚醒包來(lái)喚醒它的上一層中繼節(jié)點(diǎn)，而是通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)自喚醒的方式來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)答幀報(bào)文。
[0087]實(shí)施例9:如實(shí)施例8所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，數(shù)據(jù)抄讀幀使用喚醒包喚醒方式，喚醒包包含了當(dāng)前喚醒包序號(hào)和需要喚醒的目的節(jié)點(diǎn)地址。
[0088]實(shí)施例10:如實(shí)施例8所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，步驟c帶中繼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程，應(yīng)答過(guò)程經(jīng)過(guò)的中繼節(jié)點(diǎn)使用自動(dòng)喚醒機(jī)制等待接收應(yīng)答幀并轉(zhuǎn)發(fā)。
[0089]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神做舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于低功耗微功率無(wú)線的組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于它包括低功耗休眠喚醒、組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點(diǎn)信息收集、網(wǎng)絡(luò)配置管理以及基于休眠喚醒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)抄讀策略。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于所述低功耗休眠喚醒、組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)流程為: a.中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送喚醒包，之后發(fā)送組網(wǎng)信標(biāo)幀，組網(wǎng)信標(biāo)幀中包含中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)和子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)，工作信道號(hào)等信息； b.中繼節(jié)點(diǎn)在自喚醒休眠間隔內(nèi)，自喚醒并接收到喚醒包，等待N個(gè)喚醒包周期后接收組網(wǎng)信標(biāo)幀，按照組網(wǎng)信標(biāo)幀的中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)或子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)與自身短地址的模，得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙，并獲取組網(wǎng)信標(biāo)幀中的工作信道，在工作信道和維護(hù)信道進(jìn)行跳頻接收，跳頻接收的最大超時(shí)時(shí)間為4輪信標(biāo)輪次時(shí)間；其中，中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的組網(wǎng)?目標(biāo)幀稱之為再生?目標(biāo)幀； c.中繼節(jié)點(diǎn)等待中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)隙，發(fā)送喚醒包和數(shù)據(jù)包，喚醒周圍未被喚醒的中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)，并在信標(biāo)輪次內(nèi)，繼續(xù)跳頻接收； d.子節(jié)點(diǎn)在自喚醒休眠間隔內(nèi)，接收到喚醒包，之后接收到組網(wǎng)信標(biāo)幀，按照組網(wǎng)信標(biāo)幀子節(jié)點(diǎn)時(shí)隙個(gè)數(shù)與自身短地址的模，得到轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙，并休眠等待發(fā)送； e.子節(jié)點(diǎn)再生信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙是按照子節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙計(jì)算得到的，子節(jié)點(diǎn)只發(fā)送再生信標(biāo)幀，不發(fā)送喚醒包； f.中心節(jié)點(diǎn)或周圍的未休眠中繼節(jié)點(diǎn)接收到其他中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)發(fā)出的再生信標(biāo)幀后，記錄鄰居關(guān)系和場(chǎng)強(qiáng)值； g.子節(jié)點(diǎn)收到信標(biāo)幀后，使用子節(jié)點(diǎn)地址作為組網(wǎng)信標(biāo)幀的源地址進(jìn)行信標(biāo)轉(zhuǎn)發(fā)，所述信標(biāo)幀包括中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出的組網(wǎng)信標(biāo)幀和中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的再生信標(biāo)幀。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于低功率休眠喚醒過(guò)程中，中心節(jié)點(diǎn)選擇用超幀的結(jié)構(gòu)，按照中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，對(duì)其信道的時(shí)間劃出范圍；超幀中規(guī)定了中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)隙間隔和時(shí)隙數(shù)量;超幀是以組網(wǎng)信標(biāo)幀的傳輸作為邊界的。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于中繼節(jié)點(diǎn)接收到組網(wǎng)信標(biāo)幀之后，會(huì)進(jìn)入跳頻接收狀態(tài)，同時(shí)監(jiān)聽(tīng)工作信道和維護(hù)信道，跳頻時(shí)長(zhǎng)為組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)總輪次時(shí)長(zhǎng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于所述節(jié)點(diǎn)信息收集、網(wǎng)絡(luò)配置管理流程包括: a.中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出喚醒包序列，喚醒需要收集的子節(jié)點(diǎn)或者的到達(dá)該子節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)占.V ， b.喚醒后，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送節(jié)點(diǎn)信息收集幀，節(jié)點(diǎn)信息收集幀僅針對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，如果沒(méi)有中繼節(jié)點(diǎn)，則直接進(jìn)行節(jié)點(diǎn)配置； c.中繼節(jié)點(diǎn)需要對(duì)節(jié)點(diǎn)信息收集幀進(jìn)行應(yīng)答:告知中心節(jié)點(diǎn)當(dāng)前中繼節(jié)點(diǎn)周圍的鄰居關(guān)系和場(chǎng)強(qiáng)值； d.中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行完節(jié)點(diǎn)信息收集后，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)配置； e.配置中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)之前，先喚醒需要配置的子節(jié)點(diǎn)或者到達(dá)該子節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)占.f.喚醒后，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)配置幀，中繼節(jié)點(diǎn)或子節(jié)點(diǎn)發(fā)送配置應(yīng)答幀。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于組網(wǎng)過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)信息收集僅針對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，且中繼節(jié)點(diǎn)需要記錄子節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)信標(biāo)幀轉(zhuǎn)發(fā)的信道號(hào)，并從該信道進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)收集。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于組網(wǎng)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)配置管理會(huì)對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行；中繼節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)在接收到網(wǎng)絡(luò)配置幀以后，需要進(jìn)行信道切換，進(jìn)入在網(wǎng)狀態(tài)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于所述基于休眠喚醒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)抄讀流程包括: a.中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出喚醒包序列，喚醒需要收集的子節(jié)點(diǎn)或者的到達(dá)該子節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)占.V ， b.喚醒后，中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)抄讀幀； c.如果下一級(jí)是子節(jié)點(diǎn)，則進(jìn)行數(shù)據(jù)解幀和組幀，并應(yīng)答該數(shù)據(jù)抄讀； 如果下一級(jí)為中繼節(jié)點(diǎn)，則中繼節(jié)點(diǎn)需要啟動(dòng)發(fā)送喚醒包序列，同時(shí)計(jì)算出該轉(zhuǎn)發(fā)幀到達(dá)子節(jié)點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)和子節(jié)點(diǎn)應(yīng)答并轉(zhuǎn)發(fā)給當(dāng)前中繼節(jié)點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)，設(shè)置休眠時(shí)間； d.循環(huán)步驟c; e.直到該數(shù)據(jù)抄讀的應(yīng)答幀被中心節(jié)點(diǎn)接收到，轉(zhuǎn)發(fā)流程結(jié)束。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于數(shù)據(jù)抄讀幀使用喚醒包喚醒方式，喚醒包包含了當(dāng)前喚醒包序號(hào)和需要喚醒的目的節(jié)點(diǎn)地址。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低功耗微功率無(wú)線組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于步驟c帶中繼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程，應(yīng)答過(guò)程經(jīng)過(guò)的中繼節(jié)點(diǎn)使用自動(dòng)喚醒機(jī)制等待接收應(yīng)答幀并轉(zhuǎn)發(fā)。
【文檔編號(hào)】H04W52/02GK106060871SQ201610634515
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月4日 公開(kāi)號(hào)201610634515.6, CN 106060871 A, CN 106060871A, CN 201610634515, CN-A-106060871, CN106060871 A, CN106060871A, CN201610634515, CN201610634515.6
【發(fā)明人】江致遠(yuǎn), 陸寒熹, 薛軍
【申請(qǐng)人】南京林洋電力科技有限公司, 江蘇林洋能源股份有限公司